UNTAI RC

PENDAHULUAN

Untai RC memegang peranan penting dalam elektronika.. Untai RC digunakan dalam untai pasif (tanpa catu daya) membentuk tapis pasif. Untai yang sama pada keadaan tertentu dapat berlaku sebagai integrator dan diferensiator.

Perilaku untai RC seri untuk isyarat persegi dan denyut, erat hubungannya dengan perubahan tegangan dan arus pada pengisian dan pengosongan kapasitor. Dalam percobaan ini kita akan bermain dengan untai RC, bermula dengan pengukuran pada pengosongan kapasitor, kemudian diteruskan dengan mempelajari pengaruh untai RC pada isyarat berbentuk persegi.

TUJUAN PERCOBAAN

Setelah selesai melakukan percobaan ini dan membuat laporannya anda diharapkan telah memiliki kemampuan berikut :

Mengukur waktu RC pada pengisian dan pengosongan kapasitor

Memiliki keterangan terhadap bentuk isyarat keluaran untai deferensiator dan integrator bila diberi masukan berupa isyarat persegi.

Dengan melakukan pengukuran pada pengisian dan pengosongan kapasitor dapat dipahami bahwa untuk memuati kapasitor atau membuang muatannya membutuhkan waktu. Peristiwa ini kelak akan dimanfaatkan untuk membuat penundaan waktu pada untai digital, atau untuk memahami terjadinya penundaan waktu pada berbagai untai saklar elektronik dan untai digital.

Agar hasilnya lebih dihayati,  petakan hasil pengukuran anda pada kertas grafik millimeter dan setelah praktikum anda diminta untuk melukiskan grafik hasil pengukuran pada kertas grafik semilog. Tanggapan untai differensiator dan integrator terhadap isyarat persegi perlu dilukis pula dengan cermat pada kertas grafik  mm.

ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

Catu daya

Pembangkit isyarat gelombang persegi

Breadboard

Resistor dan kapasitor serta kabel penghubung

Kertas grafik mm 4 lembar

Osiloskop

Stopwatch/arloji

 

KEGIATAN PERCOBAAN

1.   Pengisian muatan pada kapasitor

             Rangkaian untai seperti pada Gambar 1 di breadboard; perhatikan polaritas kapasitor sebelum menghubungkan a-c.

             Untuk voltmeter V (20 KW/V) gunakan jangka ukur 20 V agar R_v = 400 W sehingga tidak terlalu banyak membocorkan muatan kapasitor.

             Ukur arus I dan tegangan V setiap 5 detik secara bergantian. Lakukan pengukuran selama lima kali waktu RC (5 r) sejak  a-c  terhubung. Tuliskan pengukuran anda dalam bentuk tabel.

             Lukiskan grafik V (t) pada kertas grafik.

             Setelah kapasitor terisi penuh, lepaskan a-c, gantikan voltmeter dengan hubungan singkat; bersiaplah untuk melihat letupan mini.

2.   Pengosongan muatan pada kapasitor

Kapasitor bisa dimuati dengan cepat dengan menghubungkannya langsung ke sumber tegangan tetap (yang berarti mempunyai hambatan keluaran amat kecil), seperti Gambar 2 di bawah. Ini

             Hubungkan a-c dan ukur tegangan kapasitor. Gunakan jangka ukur 50 V sehingga dicapai R_v = 1 MW. Kebocoran oleh adanya multimeter bisa diperiksa dengan melepas hubungan a-c setelah voltmeter menunjukkan 15 V, dan penunjukkannya dicatat setiap 5 detik.

             Ingat :    selama   pengukuran   jangka  ukur  voltmeter jangan diubah.

             Hubungkan a-c kembali, lalu lepaskan a-c, hubungan c-d agar kapasitor membuang muatan melalui R. ukur arus I dan tegangan V tiap 5 detik selama 5x, catat bacaan I vs V dalam bentuk  tabel.

             Lukiskan hasil pengukuran pada kertas grafik mm.

 

3. Tanggapan untai Integrator terhadap isyarat persegi

             Pasang untai seperti pada Gambar  3

             Ubah frekuensi generator isyarat dari 10 Hz – 100 KHz (pakai bentuk gelombang sinus) dan amati pada daerah frekuensi mana isyarat keluaran mulai mengecil ataupun membesar, lalu amati keluaran oleh isyarat masukan 10 KHz, 4 Vpp gelombang persegi

             Dengan frekuensi acuan f_o = W/2 = (2  (R_o + R) C) – 1 lakukan pengamatan pada frekuensi f_o/20, f_o/10, f_o/2, f_o/4 dan f_o pada kertas grafik mm.

4.  Tanggapan untai pendeferensialan terhadap isyarat persegi

             Rangkaian alat-alat seperti pada Gambar 4

             Ulangi tahap 3

 

TUGAS SEBELUM PRAKTIKUM

1.        Lukis respon amplitude rangkaian gambar 4.3 dan 4.4. Turunkan fungsi transfersnya.

2.        Sebutkan sifat umum untai integrator dan deferensiator

3.        Terangkan mengapa kapasitor memerlukan waktu untuk mengisi dan mambuang muatan, dan juga turunkan persamaan pengisian kapasitor. 

I_C  (t) =  E e^{-t / RC} / RC

V_C (t) =  E (1 – e^{-t / RC})

TUGAS LAPORAN

L                Lukis bentuk arus I_C (t) dan V_C (t) pada pengukuran 4.1.a hasil pengukuran anda. Dari grafik itu tentukan tetapan waktu RC (    )  dan bandingkan dengan nilai teori.

L                Ulangi untuk 4.2.

L                Lukis bentuk isyarat keluaran untuk percobaan 4.3 dan beri keterangan terhadap tiap bentuk yang teramati.

L                Ulangi untuk kegiatan 4.4.